[发明专利]一种可动态重构的电池储能系统及方法

权利要求书

1.一种可动态重构的电池储能系统，其特征在于：包括储能系统主电路和电池管理系统，

储能系统主电路具有充放电接口电路和与所述充放电接口电路相连的储能电池组，储能电池组由多个电池单体并联构成，每一电池单体两端均设有可控开关S_n(n＝1,2，，，n)；在所述由多个电池单体并联构成的储能电池中，每一电池单体的正极端还通过可控开关S’_n(n＝1,2，，，n)与相邻电池单体的正极端相连，每一电池单体的负极端也通过可控开关S″_n(n＝1,2，，，n)与相邻电池单体的负极端相连；

电池管理系统与所述储能系统主电路相连，具有采集模块，用于采集所述电池单体的电气信息；通信模块，用于获取充放电接口电路输出的功率交换指令；电池管理模块，与所述采集模块和通信模块相连，用于根据所述电池单体的电气信息和功率交换指令生成储能电池组重构决策，并控制所述可控开关S_n、S’_n和S″_n的通断，改变储能电池组拓扑。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述电池管理模块包括状态估计模块、动态重组控制模块和触发模块；

所述状态估计模块，与所述采集模块相连，用于根据电池单体的电气信息估算电池单体的状态；

所述动态重组控制模块，与所述状态估计模块和通信模块相连，用于根据所述电池单体的状态和所述功率交换指令，改变储能电池组拓扑，向通信模块发送请求改变充放电接口电路输出的功率；

触发模块，与所述动态重组控制模块相连，用于根据储能电池组重构决策，生成开通或关断控制信号，发送至可控开关，驱动可控制开关的通断，改变储能电池组拓扑。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述充放电接口电路包括充电接口电路和放电接口电路，充电接口电路与所述储能电池组的输入相连，放电接口电路与所述储能电池组的输出相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述充电接口电路包括三相不控整流电路和buck电路，三相不控整流电路的输入与交流电源相连，buck电路发热输出与储能电池组相连，三相不控整流电路通过第一缓冲电容与所述buck电路相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述放电接口电路包括boost电路和逆变器，boost电路的输入与所述储能电池组相连，逆变器的输出连接交流负载；boost电路与所述逆变器之间通过第二缓冲电容相连。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述放电接口电路包括boost电路和与所述boost电路相连的第三缓冲电容，boost电路的输入与所述储能电池组相连，第三缓冲电容的输出连接直流负载。

7.一种可动态重构的电池储能方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电池储能方向为充电方向，

采集电池单体的电气参数，估计电池单体的状态；

获取充放电接口电路输出的功率；

确定与所述充放电接口电路输出功率对应的最优储能电池组运行电压与电流参数；

根据电池单体的状态，生成重构储能电池组拓扑的策略；

执行储能电池组拓扑重构，即改变储能电池组网络结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，判断重构储能电池组拓扑的策略是否可行，若不可行则重新确定与所述充放电接口电路输出功率对应的最优储能电池组运行电压与电流参数，若可行则执行储能电池组拓扑重构。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设定时检测机制，若达到设定时间，则重新采集电池单体的电气参数，估计电池单体的状态。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，检测所述充放电接口电路输出功率需求是否改变，若输出功率需发生改变，则重新确定与所述充放电接口电路输出功率对应的最优储能电池组运行电压与电流参数，若可行则执行储能电池组拓扑重构。